Înțelegerea și măsurarea timpului de recuperare tranzitoriu al sursei de alimentare

Acest tip de fișier include grafică și schemă de înaltă rezoluție, atunci când este cazul.

Bob Zollo, planificator de produse, divizia de energie și energie, Keysight Technologies
Timpul de recuperare tranzitoriu al sursei de alimentare este specificația unei surse de curent continuu. Descrie cât de repede se va recupera sursa de alimentare dintr-o stare de sarcină tranzitorie la ieșirea sursei de alimentare.   


Cu o sursă de alimentare ideală care funcționează la tensiune constantă, tensiunea de ieșire ar rămâne la valoarea programată, indiferent de curentul extras din sursa de alimentare de sarcină. O sursă de alimentare reală, totuși, nu își poate menține tensiunea programată atunci când există o creștere rapidă a curentului de sarcină.


Ca răspuns la o creștere rapidă a curentului, tensiunea sursei de alimentare va scădea până când bucla de feedback de reglare a sursei de alimentare aduce tensiunea înapoi la valoarea programată. Timpul necesar pentru ca valoarea să revină la valoarea programată este timpul de recuperare tranzitoriu de sarcină (Fig. 1).


Rețineți că, dacă tranzitoriul de sarcină-curent nu este un tranzitoriu rapid, ci crește sau scade încet, bucla de feedback de reglare a sursei de alimentare va fi suficient de rapidă pentru a regla și menține tensiunea de ieșire fără vreun tranzitoriu vizibil. Pe măsură ce viteza de margine a curentului tranzitoriu crește, aceasta depășește capacitatea buclei de feedback a sursei de alimentare de a „ține pasul” și de a menține tensiunea constantă, rezultând un eveniment tranzitoriu de sarcină.


Electronicdesign Com Site-uri Electronicdesign com Fișiere Încărcări 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Timpul de recuperare tranzitoriu de sarcină este timpul „X” pentru ca tensiunea de ieșire să revină și să rămână în „Y” milivolti față de tensiunea nominală de ieșire după o schimbare în trepte „Z” amp a curentului de sarcină. „Y” este banda de recuperare specificată sau banda de stabilire, iar „Z” este modificarea curentului de sarcină specificată, de obicei egală cu valoarea nominală a curentului de sarcină completă a sursei.




Timpul de recuperare a tranzitoriului sursei de alimentare este măsurat de la începutul tranzitoriului curent de sarcină până când sursa de alimentare se stabilește și atinge din nou valoarea programată. Dar de fiecare dată când specificați „atinge o valoare programată”, trebuie să specificați într-o bandă de toleranță. Astfel, timpul de recuperare tranzitoriu al sursei de alimentare este specificat ca timpul necesar pentru a atinge o bandă de toleranță de un procent din valoarea programată, un procent de ieșire nominală sau chiar o bandă de toleranță fixă ​​de tensiune. Tabelul prezintă câteva exemple de specificații tranzitorii ale sursei de alimentare.  


Privind la sursa de alimentare Keysight N7952A, puteți vedea că banda de toleranță tranzitorie a timpului de recuperare este specificată ca 100 mV. Când măsurați timpul de recuperare tranzitoriu, dacă tensiunea de ieșire este de 25 V, trebuie să măsurați cât timp durează sursa de alimentare pentru a reveni la ±100 mV în jurul valorii de 25 V.






Electronicdesign Com Site-uri Electronicdesign com Fișiere Încărcări 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




Amplificatoarele de putere exemplifica de ce timpul de recuperare tranzitoriu este important


Să ne uităm la un exemplu de aplicație în care răspunsul tranzitoriu al sursei de curent continuu este important. La testarea amplificatoarelor de putere (PA) utilizate în dispozitive mobile (cum ar fi telefoanele mobile sau tabletele), este foarte important ca tensiunea de polarizare de c.c. din dispozitivul testat (DUT) să rămână la o tensiune fixă ​​și stabilă. Dacă tensiunea ar trebui să fluctueze sau să se schimbe în timpul testului, condițiile adecvate de testare nu sunt menținute și măsurătorile rezultate ale puterii RF pe DUT nu vor fi corecte.     


În acest caz al AP, situația este agravată din cauza profilului actual. PA transmite în impulsuri și, prin urmare, trage curent de la polarizarea DC în impulsuri. Aceste impulsuri au viteze de margine rapide și, prin urmare, prezintă tranzitorii de sarcină semnificative pe polarizarea DC. De fiecare dată când PA pornește, consumă un curent ridicat, ceea ce trage în jos sursa de alimentare DC polarizată. Sursa de alimentare se va recupera rapid; totuși, în timpul în care sursa de alimentare răspunde la tranzitoriu, tensiunea acesteia nu este la valoarea dorită pentru test. Odată ce sursa de alimentare își revine, PA va funcționa în condițiile de testare potrivite și astfel devine posibil să se facă măsurătorile adecvate de putere RF. 


Cu miliarde de PA-uri fabricate și testate în fiecare an, randamentul de testare este critic. Dacă sursa de alimentare se recuperează lent, aceasta adaugă timp de testare PA și, prin urmare, încetinește randamentul testului de producție. Prin urmare, producătorii de PA caută surse de alimentare cu recuperare rapidă pentru a se asigura că pot atinge un randament maxim de testare de producție. Ei se uită la specificația timpului de recuperare tranzitoriu pentru a determina care sursă va fi cea mai bună pentru aplicația lor. Deci, furnizorul de surse de alimentare trebuie să fie capabil să măsoare cu precizie timpul de recuperare tranzitoriu a sursei de alimentare pentru a prezenta cele mai bune specificații posibile producătorilor de PA.


Măsurarea timpului de recuperare tranzitoriu


Partea dificilă a măsurării timpului de recuperare tranzitoriu de sarcină este determinarea când tensiunea intră în banda de toleranță. Voltmetrul mediu poate măsura cu ușurință dacă tensiunea de ieșire CC se află în banda de toleranță. Este un instrument lent, totuși și nu va putea eșantiona suficient de rapid pentru a oferi o măsurare semnificativă a timpului cu o rezoluție adecvată pentru a spune cât de repede a intrat tensiunea în banda de toleranță.


Privind dincolo de voltmetrul mediu, anumite voltmetre de mare viteză pot măsura zeci de mii de citiri pe secundă cu suficientă precizie pentru a detecta când tensiunea sursei de alimentare intră cu precizie în banda de toleranță. Un astfel de exemplu este DMM-ul Keysight 34470A. Pe măsură ce timpii de recuperare tranzitori se îmbunătățesc, aceste voltmetre, chiar și captând date la 50 kseșantioane/s, devin prea lenți pentru a captura timpul rapid de recuperare.  


DE LA PARTENERII NOȘTRI
2.7-V până la 24-V, 2.7-mΩ, 15-A eFuse cu protecție hot-swap, monitorizare curent ±1.5% și reglaj. gestionarea vinei
TPS25982 2.7-V până la 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - Protecție integrată Hot-Swap cu monitorizare precisă a curentului de sarcină cu 1.5% și tranzitoriu reglabil...
WaveRunner 8000HD: Analiză pe mai multe șine
Efectuați măsurători sensibile, cum ar fi caracterizarea colapsului șinei, cu încredere deplină datorită intervalului dinamic ridicat al WaveRunner 8000HD și 0.5%...
Un scop ar fi un instrument mai rezonabil de utilizat, deoarece poate captura și vizualiza cu ușurință tranzitorii foarte rapidi. Scopul mediu, totuși, are de obicei o precizie verticală de 1%-3% și o rezoluție de 8 biți. În consecință, se luptă să ofere suficientă acuratețe verticală și rezoluție pentru a localiza cu precizie când tensiunea de ieșire de c.c. atinge banda de toleranță îngustă. 


Punând luneta în cuplarea ca, încercați să măriți banda de toleranță. Cu toate acestea, va fi introdusă o eroare, deoarece nivelul de curent continuu stabilit post-tranzitoriu va fi distorsionat din cauza cuplării ca. Acest lucru ar putea face dificilă identificarea cu precizie a nivelului de cc post-tranzitoriu în banda de toleranță, deoarece tensiunea de cc stabilită este „trasă în jos” de cuplarea ca.


O altă opțiune ar fi să lăsați luneta în cuplare DC, dar utilizați un offset DC mare pe lunetă pentru a mări banda de toleranță. Acest lucru funcționează bine cu ieșirile de c.c. la nivelul de la 0 la 10 V, dar pe măsură ce ieșirea de c.c. crește, decalajul de c.c. trebuie, de asemenea, să crească. Cu decalaje mari de curent continuu, volți/diviziunea minimă trebuie să crească, de asemenea, pentru a suporta decalajul mare de curent continuu, rezultând o rezoluție de măsurare mai mică pe banda de toleranță.  


Pentru sursele de alimentare cu o bandă de toleranță mai largă a tensiunii, se pot folosi lunete pentru a efectua aceste măsurători. De fapt, osciloscoapele Keysight oferă software încorporat de analiză a puterii care efectuează măsurători de răspuns tranzitoriu prin operațiuni la cheie (consultați www.keysight.com/find/scopes-power). Cele mai performante lunete, cu 10 sau 12 biți de rezoluție, au mai multă flexibilitate și front-end-uri mai avansate, permițându-le să facă aceste măsurători chiar și pentru benzi înguste de toleranță de tensiune. Cu toate acestea, aceste lunete nu sunt la fel de comune pe banca medie de laborator.


Electronicdesign Com Site-uri Electronicdesign com Fișiere Încărcări 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Această captură de ecran de la Keysight IntegraVision Power Analyzer arată măsurarea timpului de recuperare tranzitoriu de tensiune.




Pentru sursele de alimentare cu benzi înguste de toleranță a tensiunii, un analizor de înaltă performanță a calității puterii poate efectua această măsurătoare - cu condiția să aibă capacitatea de măsurare cu o singură lovitură. Măsurarea cu o singură lovitură este necesară deoarece tranzitoriul este un eveniment cu o singură lovitură declanșat de frontul ascendent al impulsului curent. În mod alternativ, dacă puteți genera un tranzitoriu de sarcină repetitiv, cum ar fi o undă pătrată în care curentul sare între valorile de curent ridicate și scăzute, puteți utiliza un analizor de putere fără măsurare cu un singur impuls pentru a captura evenimentul tranzitoriu repetat.  


Analizoarele de putere de înaltă performanță au o precizie verticală mai bună de 0.1%, rezoluție de 16 biți și viteze de digitizare de 1 Meșantion/s sau mai mult. Această combinație de digitalizare rapidă și măsurare precisă a tensiunii vă permite să măsurați cu ușurință răspunsul tranzitoriu la sarcina sursei de alimentare și să identificați când este atinsă banda de toleranță îngustă. Deoarece un analizor de putere poate măsura direct tensiunea și curentul fără sonde, puteți configura rapid această măsurătoare pentru a declanșa de la marginea ascendentă a curentului și apoi măsurați timpul de recuperare a tensiunii.  


Un analizor de putere cu această capacitate este IntegraVision Power Analyzer (Fig. 2), care oferă o singură lovitură de 5 M eșantion/s digitizare la 16 biți simultan atât pentru tensiune, cât și pentru curent, cu o precizie de bază de 0.05%, toate afișate pe un ecran tactil color mare. . Măsurarea se face pe o sursă de 10 V care este pulsată între 2A și 8A. Banda sa de recuperare tranzitorie este de ±100 mV.


Folosind cei doi marcatori Y ai IntegraVision, puteți identifica partea de sus (10.1 V) și de jos (9.9 V) a benzii de toleranță la tensiune. Apoi, cu cei doi markeri X, puteți identifica când începe tranzitoriul pe forma de undă curentă cu markerul X1 și când tensiunea intră în banda de toleranță cu markerul X2. Diferența de timp dintre X1 și X2 este timpul de recuperare tranzitoriu, măsurat ca 90.4 μs.

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje